Osservato un pianeta neonato mentre scolpisce la polvere intorno a sé

Gli astronomi potrebbero aver catturato un pianeta ancora in formazione mentre scava un intricato disegno nel gas e nella polvere che circondano la giovane stella madre.

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO hanno osservato un disco planetario con prominenti bracci a spirale, trovando chiari segni di un pianeta annidato nelle regioni interne. Questa è la prima volta in cui gli astronomi hanno rilevato un candidato pianeta incastonato all’interno una spirale nel disco.

“Non potremo mai assistere alla formazione della Terra, ma qui, intorno a una giovane stella a 440 anni luce di distanza da noi, potremmo trovarci davanti alla nascita di un pianeta in tempo reale“, afferma Francesco Maio, ricercatore di dottorato presso l’Università di Firenze e autore principale di questo studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics.

Il potenziale pianeta in formazione è stato individuato intorno alla stella HD 135344B, all’interno di un disco di gas e polveri che la circonda, detto disco protoplanetario.

Si stima che il pianeta in formazione abbia dimensioni doppie rispetto a Giove e una distanza dalla stella madre pari a quella di Nettuno dal Sole.

È stato osservato mentre modella l’ambiente circostante all’interno del disco protoplanetario, durante il proprio sviluppo fino a diventare un pianeta completamente formato.

I dischi protoplanetari sono stati osservati intorno ad altre stelle giovani e spesso presentano strutture complesse, come anelli, lacune o spirali.

Gli astronomi hanno a lungo previsto che queste strutture fossero causate da pianeti neonati, che trascinano materia orbitando intorno alla stella madre. Ma, fino ad ora, non avevano mai colto in flagrante uno di questi scultori planetari.

Nel caso del disco di HD 135344B, i vorticosi bracci a spirale erano stati rivelati in precedenza da un altro grupp di astronomi utilizzando SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), uno strumento installato sul VLT dell’ESO. Tuttavia, nessuna delle osservazioni di questo sistema aveva trovato finora alcuna prova della formazione di un pianeta all’interno del disco.

Ora, grazie alle osservazioni del nuovo strumento ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph) del VLT, i ricercatori affermano di aver trovato il principale sospettato. Il gruppo di lavoro ha individuato il candidato proprio alla base di uno dei bracci a spirale del disco, esattamente dove la teoria aveva previsto la presenza del pianeta responsabile della formazione di tale struttura.

“Ciò che rende questa osservazione un potenziale punto di svolta è che, a differenza di molte osservazioni precedenti, siamo in grado di rivelare direttamente il segnale del protopianeta, che è ancora profondamente immerso nel disco“, afferma Maio, che lavora presso l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri, un centro dell’Istituto Nazionale di Astrofisica italiano (INAF).

“Questo ci dà un livello di fiducia molto più elevato nell’esistenza del pianeta, poiché stiamo osservando direttamente la sua luce“.

Anche un altro gruppo di astronomi ha recentemente utilizzato lo strumento ERIS per osservare una diversa stella, V960 Mon, che si trova ancora nelle primissime fasi di vita.

In uno studio pubblicato il 18 luglio su The Astrophysical Journal Letters, il gruppo riporta la scoperta di una compagna della giovane stella. L’esatta natura di questo oggetto rimane un mistero.

Il nuovo studio, guidato da Anuroop Dasgupta, ricercatore di dottorato presso l’ESO e l’Università Diego Portales in Cile, fa seguito alle osservazioni di V960 Mon effettuate un paio di anni fa.

Le osservazioni, effettuate sia con SPHERE che con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), hanno rivelato che la materia in orbita intorno a V960 Mon è modellata come una serie di intricati bracci a spirale.

Hanno anche mostrato che la materia si frammenta, seguendo un processo noto come ‘instabilità gravitazionale’, quando grandi grumi di materia intorno a una stella si contraggono e collassano, ognuno con la possibilità di formare un pianeta o un oggetto più grande.

“Quel lavoro ha rivelato materiale instabile, ma ha lasciato aperta la questione di cosa potrebbe accadere dopo. Con ERIS, ci siamo prefissati di trovare frammenti compatti e luminosi che indicassero la presenza di un compagno nel disco, e ci siamo riusciti”, afferma Dasgupta.

L’equipe ha trovato un potenziale compagno molto vicino a uno dei bracci a spirale osservati con SPHERE e ALMA.

Affermano che questo oggetto potrebbe essere un pianeta in formazione o una “nana bruna”, ovvero un oggetto più grande di un pianeta e che non ha acquisito massa sufficiente per brillare come una stella.

Se confermato, questo compagno potrebbe essere la prima chiara individuazione di un pianeta o di una nana bruna in formazione per instabilità gravitazionale.

Immagine: ESO/F. Maio et al./T. Stolker et al./ ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/N. van der Marel et al.

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